DE10211137A1

DE10211137A1 - check valve

Info

Publication number: DE10211137A1
Application number: DE2002111137
Authority: DE
Inventors: Christian Scholz
Original assignee: MSA Auer GmbH
Current assignee: MSA Auer GmbH
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-10-02
Also published as: AU2002363848A1; WO2003074913A1

Abstract

Ein Rückschlagventil umfasst einen biegeelastischen Ventilteller (2), der nur in seiner Mitte an einem Ventilsitz (8) benachbart zu einer oder zwischen zwei oder mehreren Durchlassbohrung(en) (11) für das betreffende Medium gehalten ist. Im Randbereich des Ventiltellers befindet sich zwischen diesem und dem Ventilsitz ein Distanzring (7) mit Dichtkante, so dass der Ventilteller allein aufgrund seiner biegeelastischen Eigenschaften unter Vorspannung am Ventilsitz abdichtend anliegt. Die Befestigung des Ventiltellers erfolgt mit einem in einer Montagebohrung (10) gehaltenen Montageschaft (5) mit Haltebund (4), der mit dem Ventilteller verbunden ist und ebenfalls gummielastisch ausgebildet sein kann.A check valve comprises a flexible valve plate (2) which is held only in the middle of a valve seat (8) adjacent to one or between two or more passage bores (11) for the medium in question. In the edge area of the valve disc there is a spacer ring (7) with a sealing edge between the valve disc and the valve seat, so that the valve disc lies tightly against the valve seat due to its flexurally elastic properties. The valve plate is fastened with a mounting shaft (5) with a retaining collar (4) held in a mounting hole (10), which is connected to the valve plate and can also be made of rubber-elastic.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, das einen Ventilsitz mit mindestens einer durch ein unter der Wirkung einer Federkraft stehendes Verschlußorgan selbsttätig verschließbaren Durchlassbohrung umfasst. The invention relates to a check valve, the one Valve seat with at least one by one under the Effect of a spring-loaded closure member includes automatically closable through hole.

Rückschlagventile, die unter einem bestimmten Druck des betreffenden Mediums entgegen einer auf ein Verschlußorgan wirkenden Federkraft eine Durchlassöffnung freigeben und diese ansonsten unter der Federwirkung geschlossen halten, sind hinreichend bekannt. Die bekannten Rückschlagventile dieser Gattung sind insofern nachteilig, als zur Erzielung der Schließkräfte mehrere Bauteile erforderlich sind. Daher sind die Kosten, der Montageaufwand, der Platzbedarf und die Störanfälligkeit entsprechend hoch. Die mechanischen Ventilteile, zum Beispiel Federn, sind den oftmals aggressiven Medien ausgesetzt, so dass die Lebensdauer gering ist. Check valves that are under a certain pressure of the concerned medium against one on one Release the spring force acting on the closure member by opening and otherwise closed under the spring action hold are well known. The well-known Check valves of this type are disadvantageous in that than several components to achieve the closing forces required are. Hence the cost Assembly effort, the space requirement and the susceptibility to failure correspondingly high. The mechanical valve parts, for example Springs are exposed to the often aggressive media, so the lifespan is short.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil der eingangs erwähnten Art anzugeben, das einfach ausgebildet ist, eine geringe Baugröße ausweist und auf einfache Weise montiert bzw. demontiert werden kann und sich durch eine zuverlässige Funktion und lange Lebensdauer auszeichnet. The invention is therefore based on the object Check valve of the type mentioned to specify that is simple, has a small size and can be easily assembled or disassembled can and through a reliable function and long Excels lifespan.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Rückschlagventil gelöst. Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. According to the invention the task is carried out according to the Features of claim 1 trained Check valve released. It follows from the subclaims further features and advantageous developments of Invention.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht vor allem darin, dass eine in dem Ventilsitz befindliche Durchlassöffnung für das betreffende Medium allein aufgrund der Biegeelastizität eines die Auslassöffnung übergreifenden Ventiltellers aus gummielastischem Material verschlossen wird. Der Ventilteller wird mittig an dem Ventilsitz gehalten und steht aufgrund einer in dessen Randbereich vorgesehenen umlaufenden Erhöhung (Distanzring mit Dichtkante) unter einer Vorspannung, so dass die innerhalb dieses Distanzringbereiches zur Mittelachse des Ventiltellers versetzt angeordneten Durchlassbohrungen durch die Biegeelastizität des Ventiltellers abgedichtet sind, solange die von dem betreffenden Medium ausgehende Druckkraft nicht größer als die Biegeelastizitätskraft des Ventiltellers ist. Der Ventilteller weist einen von seiner Mitte senkrecht abstrebenden Montageschaft mit einem im Abstand vom Ventilteller ausgebildeten Haltebund auf. Auf diese Weise kann der Ventilteller über eine Montagebohrung im Ventilsitz zentrisch und aufgrund der elastischen Ausbildung des Montageschaftes sogar unter Vorspannung auf dem Ventilsitz befestigt werden. Das Rückschlagventil besteht somit lediglich aus einem einstückigen gummielastischen Verschlussorgan mit biegeelastischem Ventilteller, der mittels eines Montageschaftes in einer Montagebohrung des Ventilsitzes gehalten ist. Das heißt, es ist nur ein einziges Bauteil vorhanden, das einfach ausgebildet, leicht zu montieren und nicht störanfällig oder korrosionsanfällig ist und zudem einen geringen Platzbedarf hat. Entsprechend der durch das Einbinden von Versteifungseinlagen veränderlichen Biegeelastizität des aus gummielastischem Material bestehenden Ventiltellers kann das erfindungsgemäße Rückschlagventil zur Abdichtung bei sehr kleinen bis hin zu sehr hohen Drücken eingesetzt werden. The basic idea of the invention is primarily that a passage opening located in the valve seat for the medium in question solely on the basis of Bending elasticity of a spanning the outlet opening Valve plates made of rubber-elastic material is closed. The valve disk is held in the middle of the valve seat and stands because of one in its edge area provided circumferential increase (spacer ring with sealing edge) under a bias so that the inside of this Spacer ring area to the central axis of the valve plate offset through holes through the Bending elasticity of the valve plate are sealed as long the pressure force emanating from the medium in question not greater than the bending elastic force of the Is valve plates. The valve disc has one of its Middle vertically striving assembly shaft with an in Distance from the valve plate trained retaining collar. On in this way, the valve disk can have a Mounting hole in the valve seat centrally and due to the elastic Training of the assembly shaft even under tension be attached to the valve seat. The check valve thus consists of only one piece elastic closure element with flexible elastic Valve plate, which by means of an assembly shaft in a Mounting hole of the valve seat is held. That is, it is only one component available, that simple trained, easy to assemble and not prone to failure or is susceptible to corrosion and also requires little space Has. According to the by integrating Stiffening inserts changing the elasticity of bending rubber-elastic material existing valve plate can the check valve according to the invention for sealing very small to very high pressures become.

Bei der einstückigen Ausführung des Verschlussorgans mit am Ventilteller angeformtem Montageschaft wird der Montageschaft mit dem sich zum Schaftende hin konisch verjüngenden elastischen Haltebund durch die Montageöffnung im Ventilsitz gezogen. In Ausgestaltung der Erfindung ist aber auch eine lösbare Verbindung zwischen dem Ventilteller und dem Montageschaft vorgesehen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Ventilteller auf andere Weise unmittelbar mit dem Ventilsitz mittig verbunden ist. In the one-piece version of the closure element with The mounting stem is formed on the valve plate Assembly shaft with the conical towards the shaft end tapered elastic retaining collar through the mounting opening in the Valve seat pulled. In an embodiment of the invention but also a detachable connection between the Valve plate and the mounting stem provided. Basically is it is also conceivable that the valve plate in a different way is directly connected to the center of the valve seat.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are based on the Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1a und 1b eine Draufsicht und eine seitliche Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückschlagventils; Figs. 1a and 1b is a plan view and a side sectional view of a first embodiment of the check valve of the invention;

Fig. 1c und 1d eine seitliche Schnittansicht jeweils des Verschlussorgans und des Ventilsitzes vor der Montage; FIG. 1c and 1d is a side sectional view, respectively, of the closure member and the valve seat before assembly;

Fig. 2a und 2b eine Draufsicht und eine seitliche Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Rückschlagventils; FIGS. 2a and 2b show a plan view and a side sectional view of a second embodiment of the check valve of the invention;

Fig. 2c und 2d eine seitliche Schnittansicht jeweils des Verschlussorgans und des Ventilsitzes nach Fig. 2a/b; Figure 2c and 2d are respectively a side sectional view of the closure member and the valve seat of Figure 2a / b..;

Fig. 3a und 3b eine Draufsicht und eine seitliche Schnittansicht einer dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils; und FIGS. 3a and 3b are a plan view and a side sectional view of a third embodiment of a check valve according to the invention; and

Fig. 3c und 3d eine seitliche Schnittansicht jeweils des Verschlussorgans und des Ventilsitzes nach Fig. 3a/3b. Figure 3c and 3d is a side sectional view. Respectively of the closure member and the valve seat according to Fig. 3a / 3b.

Gemäß der Zeichnung besteht das Verschlussorgan 1 aus einem Ventilteller 2, einem Halteschaft 3 mit Haltebund 4 und einem Montageschaft 5. An der Dichtseite 6 des Ventiltellers 2 ist im Randbereich ein umlaufender Distanzring 7 mit Dichtkante angeformt. Das Verschlussorgan 1 ist einstückig aus einem gummielastischen Material gebildet. Der Haltebund 4 hat die Form eines sich zum Ventilteiller 2 hin erweiternden Kegelstumpfes, dessen kleiner Durchmesser dem des Montageschaftes entspricht und dessen großer Durchmesser größer als der des Halteschaftes 3 ist. Der Ventilsitz 8 umfaßt eine Ventilscheibe 9 aus einem starren oder elastischen Material mit einer mittig angeordneten Montagebohrung 10 und zwei seitlich von dieser vorgesehenen Durchlassbohrungen 11. Bei der Montage des Rückschlagventils wird der konische Haltebund 4 des Verschlußorgans 1 mit Hilfe des Montageschaftes 5 durch die Montagebohrung 10 der Ventilscheibe 9 gezogen, so dass der Halteschaft 3 in der Montagebohrung 10 der Ventilscheibe 9 und der Ventilteller 2 in seinem mittleren Bereich elastisch auf der Ventilscheibe 9 liegt. Aufgrund der Elastizität des aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Ventiltellers 2 in Verbindung mit dem Distanzring 7 biegt sich der Ventilteller 2 in seinem mittleren Bereich elastisch durch und liegt in seinem Randbereich mit dem Distanzring 7 mit Dichtkante unter einer Vorspannung, d. h. fest abdichtend auf der Oberfläche der Ventilscheibe 9 auf. Bei einem an der freien Seite der Durchlassbohrungen 11 unter Druck anliegenden flüssigen bzw. dampf- oder gasförmigen Medium kann dieses, sofern dessen Druckkräfte größer als die elastischen Gegenkräfte des Ventiltellers 2 sind, die Durchlassbohrungen 11 passieren. Andernfalls ist der Medienstrom aufgrund der durch den Distanzring 7 bewirkten elastischen Vorspannung des Ventiltellers 2 unterbrochen. Die Größe der elastischen Vorspannung kann durch die Höhe des Distanzringes 7 und das Material sowie die Stärke des Ventiltellers 2 eingestellt werden. Da der Halteschaft 3 auch aus einem elastischen Werkstoff besteht, kann über dessen Länge bzw. jeweilige Dehnung auch die Anpresskraft im mittleren Bereich des Ventiltellers 2 auf die Ventilscheibe 9 festgelegt werden. Mit einem derart ausgebildeten Rückschlagventil ist es möglich, in einem konstruktiv einfachen Aufbau und ohne störempfindliche Bauteile allein aus der Eigenelastizität des Verschlussorgans 1 entgegen der Strömungsrichtung eine sichere Abdichtung zu erreichen. Das Rückschlagventil kann konstruktiv sowohl für sehr kleine als auch für sehr große Druckbereiche ausgelegt werden. According to the drawing, the closure member 1 consists of a valve plate 2 , a holding shaft 3 with a holding collar 4 and a mounting shaft 5 . A circumferential spacer ring 7 with a sealing edge is formed on the sealing side 6 of the valve plate 2 in the edge region. The closure member 1 is formed in one piece from a rubber-elastic material. The holding collar 4 has the shape of a truncated cone which widens towards the valve part 2 , the small diameter of which corresponds to that of the mounting shaft and the large diameter of which is larger than that of the holding shaft 3 . The valve seat 8 comprises a valve disk 9 made of a rigid or elastic material with a centrally arranged mounting bore 10 and two through bores 11 provided laterally therefrom. When installing the check valve, the conical retaining collar 4 of the closure member 1 is pulled with the help of the mounting shaft 5 through the mounting hole 10 of the valve disk 9 , so that the holding shaft 3 in the mounting hole 10 of the valve disk 9 and the valve plate 2 in its central region on the elastic Valve disc 9 is. Due to the elasticity of the valve plate 2 made of an elastic material in connection with the spacer ring 7 , the valve plate 2 bends elastically in its central region and lies in its edge region with the spacer ring 7 with sealing edge under a pretension, ie tightly sealing on the surface of the Valve disc 9 on. With a free on the side of the passage holes 11 adjacent pressurized liquid or vaporous or gaseous medium can this, the pressure forces if greater than the elastic reaction forces of the valve disk 2, the passage holes are to pass. 11 Otherwise, the media flow is interrupted due to the elastic prestressing of the valve disk 2 caused by the spacer ring 7 . The size of the elastic preload can be adjusted by the height of the spacer ring 7 and the material and the thickness of the valve plate 2 . Since the holding shaft 3 also consists of an elastic material, the contact pressure in the central region of the valve disk 2 on the valve disk 9 can also be determined via its length or respective expansion. With a check valve designed in this way, it is possible to achieve a secure seal against the direction of flow solely from the inherent elasticity of the closure member 1 in a structurally simple construction and without components sensitive to interference. The check valve can be designed for both very small and very large pressure ranges.

Bei einer in den Fig. 2a bis 2d gezeigten Ausführungsvariante ist der Distanzring 7' mit Dichtkante zur Erzeugung der Vorspannung des Ventiltellers 2' in Umkehrung zu dem zuvor erläuterten Rückschlagventil an der Dichtfläche der Ventilscheibe 9' angeformt. Mit dieser Ausführungsform wird im Wesentlichen die gleiche Wirkung wie mit dem Rückschlagventil gemäß Fig. 1a bis 1d erzielt. Gleiche Teile sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Eine Besonderheit dieser Ausführungsform besteht jedoch noch darin, dass in den Ventilteller 2' eine Versteifungsplatte 12 eingeformt ist. Die Versteifungsplatte 12 kann aus Kunststoff oder Metall in unterschiedlicher Stärke bestehen. Andererseits können auch anders profilierte Versteifungsteile in den Ventilteller eingebunden sein. Dadurch ist die Elastizität des Ventiltellers 2' in weiten Grenzen veränderbar. Selbstverständlich kann eine solche Versteifungsplatte 12 auch bei dem in Fig. 1a bis 1d beschriebenen Ventilteller 2 vorgesehen sein. In an embodiment variant shown in FIGS . 2a to 2d, the spacer ring 7 'with sealing edge for producing the pretensioning of the valve disk 2 ' is formed on the sealing surface of the valve disk 9 'in reverse of the check valve explained above. With this embodiment, essentially the same effect is achieved as with the check valve according to FIGS. 1a to 1d. The same parts are therefore also designated with the same reference numerals. A special feature of this embodiment, however, is that a stiffening plate 12 is molded into the valve plate 2 '. The stiffening plate 12 can consist of plastic or metal in different thicknesses. On the other hand, stiffening parts with different profiles can also be integrated into the valve disk. As a result, the elasticity of the valve plate 2 'can be changed within wide limits. Such a stiffening plate 12 can of course also be provided in the valve plate 2 described in FIGS. 1a to 1d.

In den Fig. 3a bis 3d ist ein Rückschlagventil mit einer aus zwei Teilen gebildeten Verschlussorgan 1 wiedergegeben. Das Verschlussorgan 1 umfasst einen versteiften Ventilteller 2 mit an diesem angeformtem Distanzring 7 mit Dichtkante. In diesem Fall ist die Versteifungsplatte 12' noch stärker als in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ausgebildet und mit einem Gewindebolzen 13 verbunden, der mittig aus dem Ventilteller 2 herausragt. In den am Montageschaft 5 angeformten Haltebund 4 aus elastischem Material ist ein Verstärkungskern 14 eingebunden, der im Bereich des Halteschaftes 3 in eine Gewindehülse 15 mit Innengewinde übergeht. Bei der Montage wird der Halteschaft 3 von unten in die Montagebohrung 10 gesteckt und mit dem Ventilteller 2 verschraubt. Die aus elastischem Material bestehende Ummantelung des Ventiltellers 2 bzw. des Haltebundes 4 liegt dabei im Bereich der Ventilscheibe 9 an. Bezugszeichenliste 1 Verschlussorgan
2 Ventilteller
3 Halteschaft
4 Haltebund
5 Montageschaft
6 Dichtseite/Dichtfläche
7 Distanzring mit Dichtkante
8 Ventilsitz
9 Ventilscheibe
10 Montagebohrung
11 Durchlassbohrung
12 Versteifungsplatte o. Armierungsmaterial
13 Gewindebolzen
14 Verstärkungskern
15 Gewindehülse
In Figs. 3a to 3d, a check valve is shown with a formed of two parts shutter member 1. The closure member 1 comprises a stiffened valve plate 2 with a spacer ring 7 formed thereon with a sealing edge. In this case, the stiffening plate 12 'is even stronger than in the previous embodiment and is connected to a threaded bolt 13 which protrudes from the center of the valve plate 2 . A reinforcing core 14 is integrated into the retaining collar 4 made of elastic material, which is formed on the mounting shaft 5 and which in the area of the retaining shaft 3 merges into a threaded sleeve 15 with an internal thread. During assembly, the holding shaft 3 is inserted into the mounting bore 10 from below and screwed to the valve plate 2 . The sheathing of the valve disk 2 or the retaining collar 4, which is made of elastic material, lies in the area of the valve disk 9 . List of reference numerals 1 closure member
2 valve plates
3 holding shaft
4 retaining collar
5 assembly shaft
6 sealing side / sealing surface
7 Spacer ring with sealing edge
8 valve seat
9 valve disc
10 mounting hole
11 through hole
12 stiffening plate or reinforcement material
13 threaded bolts
14 reinforcement core
15 threaded sleeve

Claims

1. Non-return valve, which comprises a valve seat with at least one passage bore that can be closed automatically by a closure member under the action of a spring force, characterized in that the closure member ( 1 ), which is made of rubber-elastic material, is a flexible, valve plate ( 2 , 2 ') attached centrally to the valve seat. ), the central fastening point of which is located near the one or between the two or more passage bores ( 11 ), with a sealing edge having a sealing edge in the edge region of the valve plate ( 2 , 2 ') covering the passage bore (s) ( 11 ) Spacer ring ( 7 , 7 ') is provided between the valve plate and valve seat in order to achieve a pretensioning force of the valve plate ( 2 , 2 ') acting on the valve seat.

In that the valve plate (5) 2. A check valve according to claim 1, characterized in that (2, 2 ') has a centrally extending from its sealing face (6) mounting shaft with attached at a distance from the sealing side elastomeric retaining collar (4) and the valve seat (8 ) as a valve disc ( 9 , 9 ') with the at least one passage hole ( 11 ) for the medium in question and a mounting hole ( 10 ) provided in the vicinity thereof, in which the mounting shaft ( 5 ) between the retaining collar ( 4 ) and the valve plate ( 2 , 2 ') is fixed, is formed.

3. Check valve according to claim 1, characterized in that the spacer ring ( 7 ) is formed with a sealing edge from the rubber-elastic material of the valve plate ( 2 ).

4. Check valve according to claim 1, characterized in that the spacer ring ( 7 ') is formed from the material of the valve disc ( 9 ').

5. Check valve according to claim 2, characterized in that the mounting shaft ( 5 ) consists of a rubber-elastic material and holds the valve plate ( 2 , 2 ') centrally through the retaining collar ( 4 ) under tension on the valve disc ( 9 , 9 ').

6. Check valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the valve plate ( 9 , 9 ') a stiffening plate ( 12 ) or a similar reinforcing material is integrated to increase the elastic bending stiffness.

7. Check valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the closure member ( 1 ) is formed in two parts and the valve plate ( 2 , 2 ') is releasably attached to the mounting stem ( 5 ).

8. Check valve according to claim 7, characterized in that on the valve plate ( 2 , 2 ') a protruding from this threaded bolt ( 13 ) and in the above the retaining collar ( 4 ) located section of the mounting shaft ( 5 ) is a threaded sleeve ( 15 ) is integrated with an internal thread.

9. Check valve according to claim 6 to 8, characterized in that the threaded bolt ( 13 ) is connected to the stiffening plate ( 12 ).

10. Check valve according to claim 8, characterized in that the threaded sleeve ( 15 ) is connected to a reinforcing core ( 14 ) which is integrated in the retaining collar ( 4 ) and is encased by the rubber-elastic material.

11. Check valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer ring ( 7 , 7 ') with a sealing edge starting from the valve plate ( 2 ) or the valve disc ( 9 ) to form the sealing edge has a conically tapering cross-sectional shape.